香茶全自動(dòng)生產(chǎn)線單機(jī)試驗(yàn)參數(shù)研究

摘 要：通過對(duì)香茶全自動(dòng)生產(chǎn)線各主要單機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)研究，初步制定出單機(jī)的工藝參數(shù)：殺青溫度340℃/320℃（前端/后端）；鮮葉流量120 kg/h；揉捻投葉量35 kg/桶，揉捻時(shí)間90 min；熱風(fēng)解塊溫度90℃；初干循環(huán)滾炒投葉量為45 kg，溫度170℃，時(shí)間30 min；足干循環(huán)滾炒投葉量為40 kg，溫度140℃，時(shí)間35 min。

關(guān)鍵詞：香茶；全自動(dòng)生產(chǎn)線；單機(jī)試驗(yàn)；工藝參數(shù)

中圖分類號(hào)：S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2014）04-0063-03

Abstract： Through conducting experiment to each main single machine of automatic production line of fragrant tea， the process parameters for single machine were determined preliminarily， which were as follows： the temperature of fixation was 340℃/320℃； the traffic amount of fresh leaves was 120 kg/h； the amount of rolling was 35 kg/barrel， and the rolling time was 90 min； the temperature of hot air dissolution was 90℃； the weight， temperature and time of the first drying leaf were 45 kg， 170℃ and 30 min， respectively； the weight， temperature and time of the second drying leaf were 40 kg， 140℃ and 35 min， respectively.

Key words： fragrant tea； automatic production line； single machine experiment； processing parameters

香茶是松陽(yáng)特色地方產(chǎn)品，目前的加工工藝是在炒青綠茶工藝的基礎(chǔ)上經(jīng)多年改進(jìn)而成，但是產(chǎn)品加工以單機(jī)操作為主，基本沒有實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)[1-3]。2012年長(zhǎng)沙湘豐茶葉機(jī)械有限公司在中國(guó)茶葉研究所相關(guān)專家的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)開發(fā)出一條全自動(dòng)的香茶生產(chǎn)線[4]，全面提升了香茶的加工裝備和技術(shù)水平。該生產(chǎn)線采用的工藝為：鮮葉攤放→殺青→攤涼→回潮→揉捻→解塊→循環(huán)滾炒→攤涼→循環(huán)炒干→攤涼→裝袋；對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備為：鮮葉攤青機(jī)→殺青機(jī)（80型）→攤涼機(jī)→回潮機(jī)→自動(dòng)揉捻機(jī)組（55型，4臺(tái)）→熱風(fēng)解塊機(jī)→循環(huán)炒干滾筒（80型）→攤涼斜輸→循環(huán)炒干滾筒（80滾筒）→攤涼機(jī)→自動(dòng)裝袋機(jī)。試驗(yàn)通過對(duì)香茶全自動(dòng)生產(chǎn)線關(guān)鍵的殺青、揉捻、熱風(fēng)解塊、初干滾炒及足干滾炒等工序進(jìn)行多次試機(jī)，探索出各工序合理的工藝參數(shù)，以期制定出香茶全自動(dòng)生產(chǎn)的配套工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及設(shè)備

供試材料為茶樹1芽2葉秋梢（長(zhǎng)度≤4.0 cm），鮮葉采自同一茶園的相同茶樹品種。加工設(shè)備：80型全自動(dòng)殺青機(jī)、55型全自動(dòng)揉捻機(jī)組、80型茶葉熱風(fēng)解塊機(jī)、80型茶葉全自動(dòng)循環(huán)炒干機(jī)。

1.2 試驗(yàn)項(xiàng)目及方法

1.2.1 殺青試驗(yàn) （1）殺青溫度。按照殺青溫度前高后低的原則，在滾筒前端、后端溫度設(shè)計(jì)上采用依次遞減20℃的方法，設(shè)計(jì)前/后為340℃/320℃；320℃/300℃；300℃/280℃等3種處理，在其他條件一致的情況下，比較殺青葉的質(zhì)量。（2）鮮葉流量。設(shè)計(jì)流量為100、110、120、130、140、150 kg/h等6種流量處理，殺青溫度均設(shè)定為320℃/300℃，評(píng)比不同流量鮮葉的殺青質(zhì)量。

1.2.2 揉捻試驗(yàn) （1）揉捻投葉量。稱量茶葉5 kg/次，設(shè)30 kg/桶（稱量6次）、35 kg/桶（稱量7次）、40 kg/桶（稱量8次）等3種處理，其他揉捻參數(shù)一致，測(cè)量成條率。（2）揉捻加壓。經(jīng)過測(cè)量，揉捻機(jī)加壓性能為揉蓋轉(zhuǎn)30圈蓋平，轉(zhuǎn)70圈達(dá)到加壓的下限，因此試驗(yàn)在揉捻加壓數(shù)據(jù)設(shè)定時(shí)根據(jù)逐步加壓的原則進(jìn)行，只設(shè)計(jì)中間進(jìn)行一次松壓和不松壓的兩種處理，中間松壓處理（5段壓力分配為：30r/55r/35r/60r/70r）和不松壓處理（5段壓力分配為：30r/40r/50r/60r/70r），由于香茶需要長(zhǎng)時(shí)揉捻，揉捻時(shí)間設(shè)計(jì)為90 min（5段時(shí)間分配為：15min/20min /10min/20min/25min），投葉量35 kg/桶，其他揉捻參數(shù)一致，比較揉捻質(zhì)量。

1.2.3 熱風(fēng)解塊試驗(yàn) 設(shè)計(jì)熱風(fēng)溫度為70、80、90、100℃等4種處理，在其他條件一致的情況下，比較解塊茶葉質(zhì)量。

1.2.4 初干循環(huán)滾炒試驗(yàn) （1）投葉量。由于生產(chǎn)線是個(gè)連續(xù)加工過程，茶葉在熱風(fēng)解塊后不斷進(jìn)入儲(chǔ)料裝置等待滾炒，因此滾炒時(shí)間和每次投料量必須保持匹配。試驗(yàn)單次投葉量設(shè)30 kg（1個(gè)揉桶量的茶葉）、45 kg（1.5個(gè)揉桶量的茶葉）、60 kg（2個(gè)揉桶量的茶葉）等3個(gè)處理，滾炒溫度設(shè)為160℃。每次滾炒快結(jié)束時(shí)手測(cè)茶葉干濕程度，基本達(dá)到同一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)下葉，記錄每次用時(shí)。（2）滾炒溫度：投葉量為45 kg，滾炒時(shí)間30 min，設(shè)計(jì)150、160、170、180℃等4種處理，在其他條件一致的情況下，比較茶葉質(zhì)量。

1.2.5 足干循環(huán)滾炒試驗(yàn) 足干循環(huán)滾炒采用與初干循環(huán)滾炒完全一致的設(shè)備。（1）投葉量。試驗(yàn)單次投葉量設(shè)30、40、50 kg等3個(gè)處理，加熱溫度設(shè)為140℃。每次滾炒快結(jié)束時(shí)手測(cè)茶葉干濕程度，達(dá)到足干標(biāo)準(zhǔn)時(shí)下葉，記錄每次用時(shí)。（2）滾炒溫度。投葉量為40 kg，滾炒時(shí)間30 min，溫度設(shè)計(jì)130、140、150、160℃等4種處理，在其他條件一致的情況下，比較茶葉質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 殺青試驗(yàn)

全自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)了1臺(tái)80型滾筒殺青機(jī)，單機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量可以通過鮮葉動(dòng)態(tài)流量計(jì)量稱進(jìn)行調(diào)整，用液化氣作熱源。殺青溫度可自動(dòng)調(diào)控（采用紅外線探測(cè)儀分別測(cè)量滾筒外壁前后兩段），滾筒轉(zhuǎn)速固定為24 r/min，滾筒與地面平行的角度可調(diào)控（0～3.5°）。在殺青機(jī)滾筒前端內(nèi)設(shè)有抽濕氣裝置，可以抽出滾筒內(nèi)產(chǎn)生的水氣。

2.1.1 殺青溫度 從表1中可以看出，殺青溫度為300℃/280℃時(shí)，鮮葉剛好殺透，香氣正常；殺青溫度為320℃/300℃時(shí)，鮮葉殺青偏老，香氣高長(zhǎng)持久；殺青溫度為340℃/320℃時(shí)，鮮葉殺青有焦邊現(xiàn)象，香氣帶焦香。由于香茶殺青要求偏老，要突出茶葉香氣，因此殺青溫度以320℃/300℃為宜， 殺青葉含水量以控制在55%左右為宜。

2.1.2 鮮葉流量 由表2可知，當(dāng)鮮葉流量太低時(shí)，殺青葉有焦邊現(xiàn)象，葉邊失水過多、易碎；當(dāng)鮮葉流量過多時(shí)，殺青葉不均勻，沒有完全殺透，帶青氣；當(dāng)鮮葉流量適中時(shí)，殺青均勻，香氣高，殺青質(zhì)量好。因此殺青時(shí)鮮葉流量控制在120 kg/h時(shí)，能獲得理想的殺青效果。

2.2 揉捻試驗(yàn)

揉捻機(jī)采用4臺(tái)55型自動(dòng)揉捻機(jī)，考慮到自動(dòng)下葉會(huì)出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，揉桶的高度在傳統(tǒng)機(jī)械的基礎(chǔ)上增加了10 cm。投葉量可以根據(jù)計(jì)量稱的單次稱重和稱量次數(shù)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，揉捻的壓力和轉(zhuǎn)速可以進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，揉捻的時(shí)間必須結(jié)合生產(chǎn)線的連續(xù)性，根據(jù)生產(chǎn)線的整體產(chǎn)能設(shè)計(jì)計(jì)算得到每桶有效揉捻時(shí)間為90 min。

2.2.1 揉捻投葉量 從表3中可以看出，當(dāng)揉捻量為30 kg/桶時(shí)，揉捻投葉順暢，加壓正常，但葉量較少，壓力不夠，使整個(gè)揉捻成條效果下降；當(dāng)揉捻量為35 kg/桶時(shí)，揉捻投葉基本順暢，偶爾出現(xiàn)最后一次投葉有微量堆積而撒落到揉桶外，加壓正常，成條效果較好；當(dāng)揉捻量為40 kg/桶時(shí)，成條效果也比較好，主要存在投葉困難的現(xiàn)象，最后一次投葉有許多葉撒落到揉桶外，影響到生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。從揉捻投葉狀況和成條率綜合來看，揉捻投葉量以控制在35 kg/桶為宜。

2.2.2 揉捻加壓 在中間松壓處理的情況下，條形緊細(xì)、欠勻、團(tuán)塊數(shù)量多；在一直逐步加壓處理的情況下，條形緊細(xì)、欠勻、基本上成團(tuán)塊。綜合比較2個(gè)處理的結(jié)果，認(rèn)為揉捻時(shí)以中間松壓一次為好。

2.3 熱風(fēng)解塊試驗(yàn)

熱風(fēng)解塊機(jī)主要由一個(gè)解塊滾筒和一個(gè)熱風(fēng)發(fā)生爐構(gòu)成，解塊滾筒類似殺青滾筒，只是桶壁不直接加熱。熱風(fēng)發(fā)生爐產(chǎn)生溫度可調(diào)節(jié)的熱風(fēng)，通過管道引入解塊滾筒。揉捻葉在滾筒內(nèi)一邊通過熱風(fēng)散發(fā)水汽，一邊滾動(dòng)解塊。熱風(fēng)解塊機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)速和滾筒仰角可以根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)的只有熱風(fēng)解塊的溫度。

從表4中可以看出，隨著解塊熱風(fēng)溫度的增加，茶葉含水量在不斷降低。如果溫度過低，茶葉濕度大，軟柔粘手，不利于下一步滾炒的保色；如果溫度過高，則茶葉失水過多，葉邊和芽尖有刺手感時(shí)，不利于滾炒造型。綜合考慮茶葉下一步需要進(jìn)入滾筒進(jìn)行滾炒，解塊溫度以控制在90℃左右為宜。

2.4 初干循環(huán)滾炒試驗(yàn)

初干循環(huán)滾炒機(jī)主機(jī)與殺青機(jī)類似，熱源直接加熱滾筒，滾炒過程時(shí)間、溫度均可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，滾筒轉(zhuǎn)速固定為24 r/min，滾筒與地面平行的角度可調(diào)控（0～ 3.5°）。在殺青機(jī)滾筒前端內(nèi)設(shè)有抽濕氣裝置，可以抽走滾筒內(nèi)產(chǎn)生的水氣。茶葉從滾筒的一端自動(dòng)進(jìn)入，到滾筒的另一端出葉后通過平輸和斜輸?shù)仍O(shè)備再次將茶葉投入滾筒，進(jìn)行不斷的循環(huán)滾炒。

2.4.1 投葉量 從表5中可以看出，隨著投葉量的增加，茶葉滾炒用時(shí)增加，條形的緊結(jié)程度變好；但是投葉量過多后，滾炒過程中的水氣無法有效快速散失。尤其是傳送帶上，投葉量越多，堆積越厚，產(chǎn)生的濕氣積壓在一起，影響到茶葉色澤。綜合比較3種投葉量在炒干過程中的狀況，以45 kg的處理較好。

2.4.2 滾炒溫度 從表6中可以看出，隨著炒干溫度的增加，茶葉香氣表現(xiàn)越好。但溫度過高，茶葉失水加快，色澤偏枯欠潤(rùn)，同時(shí)水分含量也降到比較低的水平，茶條形狀基本固定了，不利于下一步的再次滾炒整型。綜合比較來看，炒干溫度控制在170℃比較恰當(dāng)。

2.5 足干循環(huán)滾炒試驗(yàn)

2.5.1 投葉量 在投葉量較少時(shí)，炒干用時(shí)短，但因茶葉太少，碎末比例會(huì)增加；而投葉量過多時(shí)，由于炒干的時(shí)間過長(zhǎng)，碎末也增加。綜合比較后認(rèn)為，投葉量以40 kg處理的碎末比例最少，是比較恰當(dāng)?shù)模ū?）。

2.5.2 滾炒溫度 隨著炒干溫度的增加，茶葉香氣由清香轉(zhuǎn)變?yōu)槔跸悖踔廉a(chǎn)生高火香。香茶應(yīng)該以高長(zhǎng)的栗香為好，因此綜合比較來看，足干滾炒溫度以控制在140℃比較恰當(dāng)（表8）。

3 討 論

通過多次的試驗(yàn)，基本掌握了香茶全自動(dòng)生產(chǎn)線各主要單機(jī)的基本性能，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可以得出個(gè)單機(jī)相對(duì)合理的工藝參數(shù)：殺青溫度340℃/320℃（前/后），鮮葉流量120 kg/h；揉捻投葉量35 kg/桶，5段壓力分配為30r/55r/35/r60r/70r，5段時(shí)間分配為15min/20min/10min/20min/25min；熱風(fēng)解塊溫度90℃；初干循環(huán)滾炒：投葉量為45 kg，溫度170 ℃，時(shí)間30 min；足干循環(huán)滾炒：投葉量為40 kg，溫度140 ℃，時(shí)間35 min。由于原料的限制，只進(jìn)行了單機(jī)單因子試驗(yàn)，沒有進(jìn)行正交試驗(yàn)，如果單機(jī)的調(diào)節(jié)涉及到幾個(gè)因素時(shí)，試驗(yàn)參數(shù)還應(yīng)該進(jìn)一步優(yōu)化。同時(shí)作為整套生產(chǎn)線參數(shù)制定時(shí)，不能只考慮單機(jī)的最佳參數(shù)，還必須從物料平衡和整體節(jié)能的角度細(xì)致研究。因此，試驗(yàn)可為整套生產(chǎn)線參數(shù)的制定提供一些參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何迅民，葉火香，何科偉. 不同殺青工藝對(duì)松陽(yáng)香茶品質(zhì)的影響[J]. 茶葉，2011，37（3）： 147-149.

[2] 何迅民，葉火香，何科偉. 松陽(yáng)香茶的品種適制性研究[J]. 中國(guó)茶葉，2011，（7）：16-17.

[3] 何迅民. 提高松陽(yáng)香茶品質(zhì)的加工技術(shù)研究[D]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院.，2009.

[4] 權(quán)啟愛. 香茶自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)備構(gòu)成及技術(shù)特點(diǎn)[J]. 中國(guó)茶葉，2013，（4）：8-10.

（責(zé)任編輯：高國(guó)賦）